《2025年新课程能力培养九年级物理上册人教版》

阅读短文,回答下列问题。
白炽灯是一种热辐射光源,电流通过灯丝(钨丝制成)后,由于电流的热效应会使灯丝加热到白炽状态,其温度可高达两千摄氏度到三千摄氏度,灯丝在处于白炽状态时,就像烧红了的铁能发光一样而发出耀眼的白光来。
多功能计量插座是一种新型插座,它由数字显示屏和普通插座等部分组成,不仅可以给用电器供电,还可以直接测出该用电器的电功率,操作简单、读数快捷。如图是一款多功能计量插座(图甲)测量一盏标有“$220V$ $100W$”的白炽灯(图乙)的情形。兴趣小组的某同学将白炽灯接入家庭电路中,观察白炽灯的发光情况。同时,用多功能计量插座记录了白炽灯从刚接入电路到一段时间以后的电功率,并画出了电功率随时间的变化图像,如图丙所示。
通过观察图像可以看出,白炽灯接入电路的前$15s$内实际电功率逐渐降低,$20s$后状态稳定。
(1) 白炽灯接入电路的前$15s$内,电功率逐渐降低,主要原因是灯丝的电阻随温度的升高而增大。由$P = \frac{U^{2}}{R}$可知,电功率会变小。
(2) 该同学接着用多功能计量插座测出另一款LED灯的实际功率,他通过比较发现LED灯的额定功率和实际功率比该白炽灯低很多,但LED灯却更亮,说明LED灯的实际发光功率大于白炽灯的实际发光功率,则LED灯的发光效率比白炽灯更高。
(3) 若同组的另一同学取来单个LED灯珠(正常发光时的电阻约为$100\Omega$)和一只“$3.8V$ $0.3A$”的白炽小灯泡,串联接入电源电压为$6V$的电路中进行实验,闭合开关,发现LED灯珠亮而小灯泡不亮。检查后发现,电路既无短路也无开路,所有元件完好无损。你猜想“LED灯珠亮而小灯泡不亮”的原因可能是小灯泡的实际功率太小。

答案： （1）灯丝的电阻随温度的升高而增大 （2）大于 更高 （3）小灯泡的实际功率太小